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Die
Erfindung betrifft ein stufenloses Getriebe gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1, 4
und 5.
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Aus
der Druckschrift
EP
1 186 798 A2 ist ein stufenloses Getriebe mit einem Variator
bekannt, welcher zwei Kammern aufweist. In dem Variator erfolgt
eine Übertragung
eines Antriebsmomentes von zwei (miteinander in Antriebsverbindung
stehenden) inneren Torusscheiben über Roller zu (ebenfalls in Antriebsverbindung
stehenden) äußeren Torusscheiben.
Das stufenlose Getriebe verfügt über eine
Getriebewelle, welche in einem Endbereich im Gehäuse des Getriebes gelagert
ist und den Variator radial innenliegend durchsetzt. Das Getriebe
verfügt über zwei
gehäusefeste
Lagerstützen,
welche jeweils eine Kammer des Variators radial durchsetzen. Die
Lagerstützen
dienen hierbei einer Abstützung
der inneren Torusscheiben, nämlich
einer Vermeidung einer Verkippung der inneren Torusscheiben durch
das auf diese wirkende Moment. Neben einer Abstützung der Lagerstützen gegenüber dem
Gehäuse
sind diese gegenüber
der radial innenliegenden Getriebewelle gelagert und werden von
dieser mit Schmiermitteln versorgt. Neben der vorgenannten Lagerung
sind die inneren Torusscheiben über
zwei weitere radial innenliegende Lagereinheiten gegenüber der
innenliegenden Getriebewelle gelagert, wobei die Lagereinheiten
bei entgegengesetzten Winkelgeschwindigkeiten von Getriebewelle
und inneren Torusscheiben hohen Relativdrehzahlen ausgesetzt sind.
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Ein
weiteres stufenloses Getriebe ist aus der Druckschrift
DE 199 48 756 A1 bekannt.
Gemäß dieser
Ausführungsform
sind innere Torusscheiben über einen
Halterahmen gegenüber
dem Getriebegehäuse
abgestützt,
wobei der Halterahmen axial zwischen den inneren Torusscheiben liegend
angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich eine vergrößerte radiale und axiale Bauweise
des Variators und damit des stufenlosen Getriebes.
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Eine
andere Ausführungsform
eines stufenlosen Getriebes mit einer Abstützung einer inneren Getriebewelle
innerhalb eines Variators gegenüber einem
Getriebegehäuse
ist aus „Traction
Drives: Selection and Application", Frederick W. Heilich, Eugene E. Shube,
ISBN: 0-8247-7018-8, vgl. S. 94, bekannt.
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Eine
weitere Lagermöglichkeit
für eine
Getriebewelle ist aus der nicht vorveröffentlichten Druckschrift
DE 102 06 200 bekannt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein stufenloses
Getriebe mit unter Berücksichtigung
der Baugröße verbesserter
Lagerung einer radial innenliegend von einem Variator angeordneten
Getriebewelle vorzuschlagen.
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Die
der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gemäß einem ersten Vorschlag gelöst durch die
Merkmale des Anspruchs 1. Demgemäß erfolgt eine
Abstützung
der Getriebewelle gegenüber
dem Gehäuse
des Getriebes ausschließlich über eine
erste gehäusefeste
Lagerstütze
sowie eine zweite gehäusefeste
Lagerstütze.
Die erste gehäusefeste
Lagerstütze
durchsetzt den Variator im Bereich einer ersten Kammer in radialer
Richtung. Zwischen der ersten Lagerstütze und der Getriebewelle wirkt eine erste
Lagereinheit. Die zweite gehäusefeste
Lagerstütze
durchsetzt den Variator im Bereich einer zweiten Kammer in radialer
Richtung. Zwischen der zweiten Lagerstütze und der Getriebewelle wirkt
eine zweite Lagereinheit.
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Erfindungsgemäß ist erkannt
worden, dass auf eine über
die Lagerstützen
hinausgehende Lagerung der Getriebewelle gegenüber dem Gehäuse verzichtet werden kann.
Die Lagerung gegenüber dem
Gehäuse
erfolgt also ausschließlich
in einem axialen Bauraum, welcher mit einem ohnehin für den Variator
erforderlichen axialen Bauraum korreliert. Hierdurch kann axialer
Bauraum für
die Gewährleistung
einer Lagerung der Getriebewelle außerhalb des Variators gegenüber dem
Gehäuse
eingespart werden. Der Abstand der miteinander zusammenwirkenden
Torusscheiben ist durch den zwischen diesen angeordneten Roller
vorgegeben. In Umfangsrichtung versetzt zu den Rollern ergibt sich
hier ein freier axialer Bauraum, in welchen von einem Gehäuse eine
Lagerstütze
hineinragen kann. Demgemäß ergibt
sich durch die erfindungsgemäße Gestaltung eine
besonders kompakte axiale Bauweise.
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Hierbei
kann der erfindungsgemäße Erfolg insbesondere
erzielt werden für
eine beliebige als Vollwelle oder als Hohlwelle ausgeführte Getriebewelle,
welche aus dem Variator einseitig oder beidseitig herausragt oder
aber vollständig
innerhalb des Variators angeordnet ist. Durch die verkürzte Ausbildung
der Getriebewelle sind verkürzte
Hebelarme der an der Getriebewelle wirkenden Kräfte ermöglicht, woraus eine geringere
Lagerbeaufschlagung resultiert. Bei der oder den Lagereinheiten
handelt es sich um ein radial und/oder axial wirkendes Lager beliebiger
Bauart. Eine Lagerstütze
oder die Lagerstützen
können
von einem Befestigungsort des Gehäuses ausgehen oder aber von
mehreren Befestigungsorten (sternförmig) nach innen ragen und
in einen gemeinsamen Lagerring münden,
wobei die Lagerstütze(n)
ein- oder mehrstückig
mit dem Getriebegehäuse
ausgebildet sind.
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Gemäß einer
Weiterbildung des vorgenannten stufenlosen Getriebes ist die erste
Lagereinheit als Festlager ausgebildet, während die zweite Lagereinheit
als Loslager ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich hinsichtlich
der Freiheitsgrade eine mechanisch bestimmte Lagerung, so dass weitere
Lagerstellen gegenüber
dem Gehäuse
und/oder weiteren Getriebeelementen nicht erforderlich sind. Selbstverständlich können zur
weiteren Abstützung,
insbesondere bei großer
axialer Bauweise, weitere Lagerstellen der Getriebewelle gegenüber weiteren
Getriebeelementen, beispielsweise radial innenliegend oder außenliegend,
von der Getriebewelle vorgesehen sein. Alternativ ist es ebenfalls
denkbar, dass eine Abstützung
der Getriebewelle gegenüber
dem Gehäuse
lediglich über
Loslager erfolgt. In diesem Fall ist die Getriebewelle axial verschieblich,
beispielsweise zur Gewährleistung
einer Anpresskraft zwischen Roller und Torusscheiben, ausgebildet
oder ein Festlager für
die Getriebewelle ist zwischen der Getriebewelle und einem benachbarten
Getriebeelement vorgesehen.
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Entsprechend
einer alternativen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Getriebes
erfolgt die Abstützung
der Getriebewelle gegenüber
den Lagerstützen
jeweils mit einer ersten axial einseitig wirkenden Lagereinheit
sowie einer zweiten axial einseitig wirkenden Lagereinheit. Hierbei
können
diese einer einzigen Lagerstütze
oder aber verschiedenen Lagerstützen
zugeordnet sein. Die Lagereinheiten sind hierbei in X-Anordnung
oder in O-Anordnung angeordnet. Auf diese Weise kann mit verhältnismäßig geringen
Kosten eine gute axiale Abstützung
der Getriebewelle gegenüber
dem Getriebegehäuse
erfolgen.
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Gemäß einem
zweiten Vorschlag der Erfindung wird die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe gelöst
durch die Merkmale des Anspruchs 4.
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Eine
Abstützung
der Getriebewelle erfolgt gemäß diesem
Vorschlag gegenüber
dem Gehäuse ausschließlich über eine
einzige gehäusefeste
Lagerstütze,
welche den Variator im Bereich einer Kammer in radialer Richtung
durchsetzt. Zwischen der Lagerstütze
und der Getriebewelle ist ein Festlager angeordnet, welches einerseits
zur Aufnahme von Radialkräften über ein
Nadellager verfügt.
Nadellager zeichnen sich durch geringe radiale Bauweise bei großen übertragbaren
Radialkräften
aus. Andererseits verfügt
das Festlager zur Aufnahme von Axialkräften über mindestens ein (ein- oder
beidseitig wirkendes) Axiallager. Auch derartige Axiallagereinheiten
können
bei verhältnismäßig geringen
Kosten, geringer axialer und radialer Baugröße und hohen übertragbaren
Axialkräften
Einsatz finden. Des Weiteren ergibt sich eine verbesserte Montagemöglichkeit, wenn
zur radialen Abstützung
ein Nadellager Verwendung findet, so dass für das montierte Nadellager noch
eine axiale Verschiebung der Getriebewelle möglich ist, welche erst mit
der Montage der Axiallager festgelegt ist. Die Integration von zum
ersten Vorschlag der Erfindung genannten Vorteilen ist darüber hinaus
ebenfalls möglich.
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Entsprechend
einem dritten Vorschlag der Erfindung wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe
durch die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst. Demgemäß erfolgt eine Abstützung der
Getriebewelle gegenüber
dem Gehäuse
ausschließlich über eine einzige
gehäusefeste
Lagerstütze.
Die Lagerstütze durchsetzt
den Variator im Bereich einer Kammer in radialer Richtung. Zwischen
der Lagerstütze
und der Getriebewelle ist ein Loslager angeordnet, welches über ein
Nadellager verfügt.
Eine derartige Ausgestaltung bietet sich insbesondere dann an, wenn
eine schwimmende Lagerung der Getriebewelle (bei kurzer axialer
Länge und
kleinen Kippmomenten) gewünscht
ist. Alternativ ist eine Ausführungsform
möglich,
für welche
zusätzlich
zu dem genannten Loslager ein Fest- und/oder Loslager zwischen der
Getriebewelle und einem benachbarten Getriebeelement, welches insbesondere
gegenüber
dem Gehäuse
bewegt ist, vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Loslagers
als Nadellager stellt eine preiswerte, aber radial hohen Beanspruchungen
aussetzbare Lagermöglichkeit
dar. Die Integration von zum ersten Vorschlag und oder zweiten Vorschlag
der Erfindung genannten Vorteilen ist darüber hinaus ebenfalls möglich.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung des stufenlosen Getriebes ist zusätzlich zur
Abstützung der
Getriebewelle über
die mindestens eine Lagerstütze
eine Lagereinheit zwischen der Getriebewelle und einem weiteren
rotierenden Getriebeelement vorgesehen. Hierbei ist beispielsweise
für eine
koaxiale Anordnung der Getriebewelle und des Getriebeelementes die
Getriebewelle bzw. das Getriebeelement unter Zwischenschaltung der
Lagereinheit in einer axialen Ausnehmung aus dem Getriebeelement bzw.
der Getriebewelle angeordnet. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders
kompakte Bauweise.
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Für eine weitere
Ausführungsform
des stufenlosen Getriebes ist die als Festlager ausgebildete Lagereinheit
als Vierpunktlager ausgebildet. Derartige Vierpunktlager stellen
kompakte Lagereinheiten dar, welche zuverlässig sowohl Axial- als auch Radialkräfte aufnehmen
können.
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausgestaltung des stufenlosen Getriebes ist ein
Endbereich der Getriebewelle innerhalb des Variators angeordnet,
während
der gegenüberliegende
Endbereich der Getriebewelle aus dem Variator auskragt zur Überga be
eines den Variator beaufschlagenden Momentes, welches insbesondere
als Eingangsmoment oder Ausgangsmoment des Variators bzw. der Torusscheiben
ausgebildet ist. Dadurch, dass die Getriebewelle nur einseitig aus
dem Variator herausragt, kann eine Baumasse für die Getriebewelle verringert
sowie eine zusätzliche
Lagerstelle gegenüber
dem Gehäuse
vermieden werden. In dem eingesparten Bauraum können weitere Getriebeelemente
angeordnet werden.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den
Zeichnungen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
des erfindungsgemäßen stufenlosen
Getriebes werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
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1 einen beispielhaften Axialschnitt
eines stufenlosen Getriebes für
ein Kraftfahrzeug,
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2 in einer detailliert geschnittenen
Darstellung ein Detail II des Getriebeschemas aus 1,
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3 eine erste erfindungsgemäße Lagerung
einer Getriebewelle in einem Variator,
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4 eine zweite erfindungsgemäße Lagerung
einer Getriebewelle in einem Variator,
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5 eine dritte erfindungsgemäße Lagerung
einer Getriebewelle in einem Variator,
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6 eine vierte erfindungsgemäße Lagerung
einer Getriebewelle in einem Variator,
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7 eine fünfte erfindungsgemäße Lagerung
einer Getriebewelle in einem Variator und
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8 eine sechste erfindungsgemäße Lagerung
einer Getriebewelle in einem Variator.
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1 zeigt einen schematischen
Axialschnitt eines stufenlosen Getriebes, welches einen stufenlosen
Toroidvariator 7, ein Planetenräder-Zwischengetriebe 8 und
ein Planetenräder-Endgetriebe 9 umfasst.
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Das
Kraftfahrzeuggetriebe findet Anwendung in einem Antriebsstrang mit
Front-Antriebsmotor und Hinterachsantrieb. Das Kraftfahrzeuggetriebe ist
somit im Kraftfluss zwischen dem nicht näher dargestellten Front-Antriebsmotor
und einem Hinterachsgetriebe angeordnet, mittels welchem hintere Antriebswellen
und demzufolge Antriebsräder
angetrieben werden. Der Front-Antriebsmotor ist mit einer Eingangswelle 5 des
Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelt und das Hinterachsgetriebe ist
mittels einer Gelenkwelle mit einer Ausgangswelle 6 des
Kraftfahrzeuggetriebes drehfest verbunden.
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Mittels
einer am hinteren Ende des Kraftfahrzeuggetriebes angeordneten Reibungskupplung
K3 ist die Eingangswelle 5 mit der Ausgangswelle 6 reibschlüssig koppelbar,
so dass ein direkter Durchtrieb vom Antriebsmotor zum Hinterachsgetriebe
herstellbar ist.
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Die
Eingangswelle 5 ist an deren beiden Endbereichen mittels
zwei Wälzlagern 135 und 136 drehbar
gegenüber
einem nichtdrehenden Gehäuseteil 26 des
Kraftfahrzeuggetriebes gelagert. Dabei sind die beiden Wälzlager 135 und 136 als
Festlager-Loslager-Paarung
ausgebildet. Die Eingangswelle 5 ist mit einer benachbarten
ersten toroidalen zentralen Antriebs-Torusscheibe 11 des
Toroidvariators 7 und über
die koaxiale zentrale Eingangswelle 5 mit einem zweistegigen
Planetenträger 18 des
Zwischengetriebes 8 bewegungsfest verbunden. Dieser Pla netenträger 18 ist
mit der zu diesem benachbart angeordneten zweiten zentralen toroidalen
Antriebs-Torusscheibe 12 des Toroidvariators 7 drehfest verbunden.
Somit sind die beiden Antriebs-Torusscheiben 11 und 12 im
Kraftfluss parallel geschaltet bzw. drehfest zueinander. Eine zur
Eingangswelle 5 koaxial angeordnete und von dieser mit
Spiel durchsetzte konzentrische, als Zwischenwelle 14 ausgebildete
Getriebewelle ist drehfest mit einer axial mittigen Abtriebs-Torusscheibe 10 ausgestaltet.
In diese Abtriebs-Torusscheibe 10 sind an deren axial voneinander
abgewandten Seiten konkave toroidale Abtriebsoberflächen eingearbeitet.
Die Abtriebs-Torusscheibe 10 ist mit einem inneren Zentralrad 19 des
Zwischengetriebes 8 bewegungsfest verbunden.
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Eine
Antriebs-Torusscheibe 11 bzw. 12 steht mit ihrer
zugehörigen
Abtriebsoberfläche über zwei Planeten,
sogenannte Roller 13a, 13b bzw. 15a, 15b, in
Reibkontakt. Jeweils zwei Roller 13a, 13b bzw. 15a, 15b sind
einer von zwei Kammern 93, 94 zugeordnet. Die
Roller 13a, 13b bzw. 15a, 15b sind
sowohl um je eine eigene Drehachse 95a, 95b bzw. 96a, 96b drehbar
als auch um eine zu ihrer eigenen Drehachse 95a, 95b senkrechte
Schwenkachse schwenkbar.
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Das
innere Zentralrad 19 des Zwischengetriebes 8 weist
eine Antriebsverbindung 20 mit einem inneren Zentralrad 21 als
ein erstes Getriebeglied des Endgetriebes 9 auf.
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Diese
Antriebsverbindung 20 enthält an dem einen Steg des Planetenträgers 18 des
Zwischengetriebes 8 gelagerte Hauptplaneten 46 mit
beiderseits eines radialen Antriebssteges des Planetenträgers 18 angeordneten
Zahnkränzen 43a, 43b,
von denen der eine Zahnkranz 43a mit dem mit der konzentrischen
Zwischenwelle 14 verbundenen inneren Zentralrad 19 und
der andere Zahnkranz 43b mit einem axial auf der anderen
Seite des radialen Antriebssteges angeordneten zweiten inneren Zentralrad 48 kämmt, das
schließlich
seinerseits eine – eine
ein- und ausrückbare
Kupplung K2 enthaltende – Antriebsver bindung 51 mit
dem das erste Getriebeglied des Endgetriebes 9 bildenden
inneren Zentralrad 21 aufweist.
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Der
mit dem einen inneren Zentralrad 19 des Zwischengetriebes 8 kämmende Zahnkranz 43a des Hauptplaneten 46 steht
zusätzlich
im Kämmeingriff mit
einem Nebenplaneten 63, der an dem zweiten Steg des Planetenträgers 18 gelagert
ist und seinerseits mit einem äußeren Zentralrad 22 kämmt, welches über eine
topfförmige
Antriebsverbindung 23 mit einer Kupplungshälfte einer
ein- und ausrückbaren
Reibungskupplung K1 drehfest verbunden ist. Eine zweite Kupplungshälfte dieser
Reibungskupplung K1 ist mit einem ein zweites Getriebeglied des Endgetriebes 9 bildenden äußeren Zentralrad 24 drehfest
verbunden.
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Das
Endgetriebe 9 weist ein drittes Getriebeglied in Form eines
Planetenträgers 25 auf,
welcher mittels eines radialen Abstützsteges 36 drehfest
mit dem nichtdrehenden Gehäuseteil 26 des
Kraftfahrzeuggetriebes verbunden ist und Planetenräder 34a, 34b mit
zwei Zahnkränzen 37a, 37b gleicher
Zähnezahl
lagert, welche beiderseits des Abstützsteges 36 angeordnet
sind, und von denen der eine, dem Zwischengetriebe 8 benachbart
liegende Zahnkranz 37a sowohl mit dem inneren als auch
mit dem äußeren Zahnrad 21 bzw. 24 kämmt.
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Das
Endgetriebe 9 weist ein viertes Getriebeglied in Form eines
zweiten äußeren Zentralrades 27 auf,
welches mit dem anderen Zahnkranz 37b der Planetenräder 34b kämmt und
eine Antriebsverbindung 28 mit der Ausgangswelle 6 aufweist.
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Am
Außenumfang
des äußeren Zentralrades 27 ist
ein Parksperrenrad 33 konzentrisch und bewegungsfest angeordnet.
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Im
unteren Fahrbereich sind im Vorwärtsfahrtbetrieb
die Kupplung K1 eingerückt
und die Kupplung K2 ausgerückt,
so dass die Leistung am Zwischengetriebe 8 verzweigt wird,
wobei ein erster Teil der Leistung zur Abtriebswelle 6 und
ein zweiter Teil der Leistung über
den Toroidvariator 7 in die Antriebswelle 5 einfließt.
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Im
oberen Fahrbereich für
Vorwärtsfahrtbetrieb
sind die Kupplung K1 ausgerückt
und die Kupplung K2 eingerückt,
so dass die Leistung am Zwischengetriebe 8 zusammengeführt wird,
wobei ein erster Teil der Leistung direkt von der Antriebswelle 5 und
ein zweiter Teil der Leistung über
den Toroidvariator 7 einfließt.
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2 zeigt in einer detailliert
geschnittenen Darstellung ein Detail II des Getriebeschemas aus 1, wobei jedoch die Roller 13b, 15b aus 1 nicht dargestellt sind.
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Die
Eingangswelle 5 weist einen ersten axialen Bereich 54 auf,
in welchem auch der Toroidvariator 7 bzw. die An- und Abtriebs-Torusscheiben 10, 11, 12 liegen.
Dieser erste axiale Bereich 54 ist als Vollwelle ausgeführt, wodurch
deren Durchmesser sehr gering ist. Diesem ersten axialen Bereich 54 schließt sich
ein zweiter axialer Bereich 34 an, in welchem auch eine
erste Radsatzebene des Zwischengetriebes 8 liegt, die u.a.
- – das
innere Zentralrad 19,
- – den
Zahnkranz 43a und
- – den
Nebenplaneten 63
umfasst.
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In
diesem zweiten axialen Bereich 34 sind zwei Ölkanäle 56a, 56b schräg in die
Vollwelle gebohrt. Diese Ölkanäle 56a, 56b münden einerseits
in einen Ringraum 58 und andererseits in einer zentralen
Bohrung 57 der Eingangswelle 5, welche im Wesentlichen
in einem dritten axialen Bereich 55 liegt. Somit stellen
die beiden Ölkanäle 56a, 56b eine
Strömungsverbindung
zwischen der unter Öldruck
stehenden zentralen Bohrung 57 und dem Ringraum 58 her,
welcher im Wesentlichen im ersten axia len Bereich 54 liegt.
Während
die radial innere Wand des Ringraums 58 von der Eingangswelle 5 gebildet
wird, wird die radial äußere Begrenzung
des Ringraumes 58 von der konzentrischen als Hohlwelle
ausgeführten
Zwischenwelle 14 gebildet. Öffnungen zum Austritt von Schmieröl aus dem
Ringraum 58 liegen an Lagerstellen, welche als folgende
Wälzlager
ausgeführt
sind:
- a) ein erstes Nadellager 50 zur
drehbaren Abstützung
der Abtriebs-Torusscheibe 10 gegenüber der Eingangswelle 5,
- b) ein einreihiges Rillenkugellager 60 zur Axial- und
Radiallagerung der Zwischenwelle 14 gegenüber einem
Gehäuseteil 62 des
Kraftfahrzeuggetriebes,
- c) ein zweites Nadellager 61 zur drehbaren Abstützung der
zweiten zentralen toroidalen Antriebs-Torusscheibe 12 gegenüber der
Zwischenwelle 14 und
- d) ein drittes Nadellager 85 zur radialen Abstützung des
Zentralrades 19 gegenüber
der Eingangswelle 5 im zweiten Bereich 34.
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Im
Folgenden werden a) bis c) näher
erläutert.
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- a) Das erste Nadellager 50 umfasst Wälzkörper, welche
innerhalb eines Käfigs 64 angeordnet
sind und sich auf der Eingangswelle 5 in einem Bereich
abwälzen,
in welchem diese als Vollwelle ausgestaltet ist. Der Käfig 64 ist
in eine zentrale Bohrung der Abtriebs-Torusscheibe 10 eingesetzt
und liegt axial einerseits an einer Stirnfläche 65 eines Endes 70 der Zwischenwelle 14 an.
Andererseits liegt der Käfig 64 axial
an einem Axialsicherungsring 66 an, welcher in eine Innennut
an dem einen axialen Ende der Abtriebs-Torusscheibe 10 eingesetzt
ist. An dem anderen axialen Ende der Abtriebs-Torusscheibe 10 ist diese
mit einer Außengewindehülse 68 verschraubt, deren
radial nach außen
kragender Endbund axial an einer Stirnfläche der Abtriebs-Torusscheibe 10 anliegt.
Axial zwischen dem ersten Nadellager 50 und der Außengewindehülse 68 ist
die Abtriebs-Torusscheibe 10 mittels einer Keilwellenverzahnung 67 drehfest
mit der Zwischenwelle 14 verbunden. Dabei wird ein geringes
Axialspiel zwischen dem Käfig 64 und
der Stirnfläche 65 bzw.
zwischen der Außengewindehülse 68 und
einer der Keilwellenverzahnung 67 zugehörigen Außenverzahnung 69 der
Eingangswelle 5 zugelassen.
Die Schmierung des großen Nadellagers 50 erfolgt mittels
Schmieröl,
welches an einem als Quasi-Drossel fungierenden Dichtring 190 vorbei
aus dem Ringraum 58 am Ende 70 der Zwischenwelle 14 austritt.
- b) Das Rillenkugellager 60 weist einen Lageraußenring
auf, welcher in axialer Richtung gegenüber dem Gehäuseteil 62 einerseits
an einem Absatz 71 und andererseits an einem Axialsicherungsring 72,
welcher in eine Innennut des Gehäuseteils 62 eingesetzt ist,
festgelegt ist.
Ähnlich
ist ein Lagerinnenring des Rillenkugellagers 60 in axialer
Richtung gegenüber
der Zwischenwelle 14 einerseits an einem Absatz 73 und
andererseits an einem Axialsicherungsring 74, welcher in
eine Umfangsnut der Zwischenwelle 14 eingesetzt ist, festgelegt.
Die
Schmierung des Rillenkugellagers 60 erfolgt mittels Schmieröl, welches
durch eine schräge
Bohrung 75 in der Zwischenwelle 14 aus dem Ringraum 58 austritt.
Diese Bohrung 75 ist axial neben dem Rillenkugellager 60 angeordnet
und auf dessen Wälzkörper gerichtet.
- c) Das zweite Nadellager 61 umfasst Wälzkörper, welche
innerhalb eines Käfigs 76 angeordnet
sind und sich auf der Zwischenwelle 14 abwälzen. Der
Käfig 76 ist
in eine zentrale Bohrung der Antriebs-Torusscheibe 12 eingepresst
und liegt a xial an einer Stirnfläche 77 eines
Bohrungsgrundes dieser zentralen Bohrung an.
Radial innerhalb
der Antriebs-Torusscheibe 12 und axial neben dem zweiten
Nadellager 61 ist eine schräge Bohrung 79 in die
Zwischenwelle 14 gebohrt, welche das zweite Nadellager 61 mit
Schmieröl
versorgt.
Die Antriebs-Torusscheibe 12 ist mittels
einer Axialverzahnung 82 und einer Tellerfeder 81 drehfest
und axial vorgespannt gegenüber
einer Planetenträgerbolzenaufnahme 80 des
Planetenträgers 18.
Der
Ringraum 58 ist auf dessen dem Zwischengetriebe 8 zugewandter
Seite mit einem Dichtring 83 abgedichtet, welcher in eine
konzentrische Bohrung des einteilig mit der Zwischenwelle 14 ausgestalteten Zentralrades 19 eingesetzt
ist und als Quasi-Drossel fungiert, indem der Dichtring 83 eine
definierte Leckage zulässt.
Der Dichtring 83 ist mittels eines Käfigs 84 des dritten
Nadellagers 85 gesichert. Der Dichtring 83 liegt
mit dessen Innenseite an der Eingangswelle 5 axial neben
den beiden Ölkanälen 56a, 56b an
und lässt
den definierten Leckagedurchfluss zur Schmiermittelversorgung des
dritten Nadellagers 85 unter Aufrechterhaltung eines Schmiermitteldruckes
im Ringraum 58 zu.
Im dritten Bereich 55 erstreckt
sich axial neben dem Zentralrad 19 ein Planetenträgerarm 86 radial
nach außen.
Dieser Planetenträgerarm 86 weist
sich strahlenförmig
nach außen
erstreckende Stege 87 auf, welche umfangsmäßig von
Ausnehmungen 88 unterbrochen sind. Diese Ausnehmungen 88 werden von
den Hauptplaneten 46 durchsetzt, so dass die Zahnkränze 43a, 43b dem
Planetenträgerarm 86 beiderseits
benachbart sind.
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Hinsichtlich
weiterer Details wird auf die nicht vorveröffentlichte Druckschrift
DE 102 06 200 verwiesen.
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Gemäß 3 erfolgt eine Abstützung der Zwischenwelle 14 über die
Lagerstützen 200, 201. Die
Lagerstützen 200, 201 ragen,
in Umfangsrichtung versetzt zu den Rollern 13, 15,
in die Kammern 93, 94 hinein.
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Die
Lagerstütze 200 ist
radial außenliegend an
das Gehäuse 26 angebunden
und verfügt
radial innenliegend über
eine zylinderförmige
Mantelfläche 202,
in welcher ein Nadellager 203 aufgenommen ist. Das Nadellager 203 verfügt über Nadeln,
welche in einem Käfig
gehalten sind und radial außenliegend an
der Mantelfläche 202 abwälzen. Radial
innenliegend wälzen
die Nadeln gegenüber
einem hohlzylinderförmigen
Lagerring 204 ab, welcher sich in einem axialen Endbereich
der Zwischenwelle 14 gegenüber dieser abstützt.
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In
der anderen Kammer 94 ist radial innenliegend von der Lagerstütze 201 ein
Nadellager 210 angeordnet, welches radial außenliegend
an einer zylinderförmigen
Mantelfläche 211 der
Lagerstütze 201 abwälzt sowie
radial innenliegend unmittelbar auf einer außenliegenden Mantelfläche der
Zwischenwelle abwälzt.
Die Mantelfläche 211 wird
in dem in 3 dargestellten
Querschnitt von einem Grundschenkel eines U-förmigen Profiles gebildet. Die
Seitenschenkel 212, 213, welche radial orientierte
kreisringförmige
Flächen
bilden, stellen Laufflächen
von jeweils einseitig wirkenden Axiallagern 214, 215 dar.
Bei den Axiallagern 214, 215 handelt es sich vorzugsweise um
Axial-Zylinderrollenlager, welche auf den der Lagerstütze 201 zugewandten
Seiten an den Seitenschenkeln 212, 213 abwälzen. Auf
der der Lagerstütze 201 abgewandten
Seite wälzen
die Wälzkörper der
Axiallager 214, 215 gegenüber in einer radialen Ebene
liegenden Laufflächen
von Lagerscheiben 216, 217 ab. Die Lagerscheiben 216, 217 stützen sich
radial innenliegend gegenüber
der Zwischenwelle 14 ab. Der Lagerring 217 stützt sich
in Belastungsrichtung des Axiallagers 215 an einem Absatz
der Zwischenwelle 14 ab. Zur Abstützung in die entgegengesetzte
Richtung ist zwischen die Lagerscheibe 216 und die Abtriebs-Torusscheibe 10 eine
Distanzscheibe 218 zwi schengeschaltet. Die axiale Position der
Lagereinheiten 210, 214, 215, der Lagerringe 216, 217 und
des Distanzringes 218 werden über die Position der Abtriebs-Torusscheibe 10 gesichert,
welche beispielsweise gemäß 3 über einen in die Zwischenwelle 14 zwischen
Abtriebs-Torusscheibe 10 und Lagerstütze 200 in die Zwischenwelle 14 eingreifenden
Sicherungsring 219 festgelegt ist. Vorzugsweise wird zwischen
der Zwischenwelle 14, der Lagerstütze 201 und den Lagerringen 216, 217 mindestens
ein Schmierraum gebildet, in welchem die vorgenannten Lagereinheiten
angeordnet sind und welcher über
radial die Zwischenwelle 14 durchsetzende Schmierbohrungen 220, 221 versorgt
ist. Insbesondere weist die Zwischenwelle 14 im axialen
Bereich der Lagerstütze 201,
der Lagereinheiten 210, 214, 215, der
Abtriebs-Torusscheibe 10, des Sicherungsringes 119 sowie
des Lagerringes 204 einen ungefähr konstanten Außendurchmesser
auf, wobei zumindest im Bereich der Abtriebs-Torusscheibe 10 eine Keilwellenverzahnung
zur Übertragung
eines Momentes zwischen Zwischenwelle 14 und Abtriebs-Torusscheibe 10 vorgesehen
ist.
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Bei
ansonsten im Wesentlichen der Ausführungsform gemäß 3 entsprechender Ausgestaltung
sind gemäß dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
die Lagerstütze 200,
das Nadellager 203, der Lagerring 204 entfallen,
weshalb die Zwischenwelle 14 in dem zugeordneten Teilbereich
verkürzt
ausgebildet sein kann. Stattdessen ist gemäß 4 ein Loslager zwischen der Zwischenwelle 14 und
einem weiteren Getriebeelement, hier die Eingangswelle 5,
vorgesehen. Hierzu verfügt
die Zwischenwelle 14 in dem aus dem Variator 7 herausragenden
Teilbereich über
eine axiale, zylinderförmige Ausnehmung 230,
welche vorzugsweise radial innenliegend von dem inneren Zentralrad 19 angeordnet
ist. In die Ausnehmung 230 ist ein Nadellager 231 eingesetzt,
welches radial außenliegend
an der Ausnehmung 230 abwälzt. Radial innenliegend wälzt das Nadellager 231 an
einer geeigneten zylinderförmigen Mantelfläche der
Eingangswelle 5 ab.
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Alternativ
ist eine Abstützung
mittels eines zentralen Festlagers in Form der Lagereinheiten 214, 215, 210 und
zwei auf gegenüberliegenden
axialen Seiten des Festlagers angeordneten Loslagern 203, 231 möglich.
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Bei
im Übrigen
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 3 entsprechender Ausgestaltung
ist für
das Ausführungsbeispiel
gemäß 5 das mit den Lagereinheiten 210, 214, 215 gebildete
Festlager der Lagerstütze 200 zugeordnet,
während
das Nadellager 203 der Lagerstütze 201 zugeordnet
ist. In diesem Fall stützt
sich die Abtriebs-Torusscheibe 10 axial einseitig gegenüber einem
Absatz der Zwischenwelle 14 ab. Eine axiale Sicherung des
Festlagers erfolgt in diesem Fall über einen diesem zugeordneten
Sicherungsring 219. Die Lagerstütze 201 verfügt im Bereich
der Mantelfläche 202 über einen
Absatz zur Vorgabe einer axialen Endlage bzw. einer Führung des
Nadellagers 203. In diesem Fall ist eine zusätzliche
Schmierbohrung 240 zur Versorgung des Nadellagers 203 vorgesehen.
Das dem Festlager zugeordnete Nadellager 210 wälzt darüber hinaus
nicht unmittelbar auf der Zwischenwelle 14 ab, sondern
gegenüber
einem gegenüber
der Zwischenwelle 14 gelagerten Lagerring 241.
Andererseits ist für
das durch das Nadellager 203 gebildete Loslager der Lagerring 204 entfallen,
so dass dieses unmittelbar auf der Zwischenwelle 14 abwälzt.
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Abweichend
zur 5 ist bei ansonsten
entsprechender Ausgestaltung bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 6 die Lagerstütze 201 und
das Nadellager 203 entfallen, während in dem dem mit den Lagereinheiten 210, 214, 215 gebildeten
Festlager gegenüberliegenden
Endbereich der Zwischenwelle 14 eine Lagerung der Zwischenwelle 14 gegenüber dem
als Eingangswelle 5 ausgebildeten Getriebeelement durch
ein Nadellager 231 entsprechend der 4 erfolgt. Während somit gemäß 4 eine Einleitung von Kräften über die
Abtriebs-Torusscheibe 10 axial außerhalb der Lagerstellen erfolgt,
ist gemäß 6 die Zwischenwelle 14 jeweils
in ihren axialen Endbereichen radial abgestützt, so dass die auf die Zwischenwelle 14 wir kenden
Kräfte
vorteilhaft zwischen den Lagern in die Zwischenwelle 14 eingeleitet
werden.
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Gemäß dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel
verfügt
die Lagerstütze 200 im
radial innenliegenden Endbereich über einen L-förmigen Querschnitt.
Der Grundschenkel des L bildet eine zylinderförmige Innenfläche 250,
welche ein Nadellager 251 aufnimmt. Das Nadellager 251 wälzt radial
außenliegend
an der Innenfläche 250 ab
sowie radial innenliegend an einer Laufbuchse 252, welche
sich radial innenliegend an der Zwischenwelle 14 abstützt. Der
Seitenschenkel des L bildet eine kreisringförmige Lauffläche 253,
an welcher sich in axialer Richtung ein einseitig wirkendes Axiallager 254 abstützt, welches
in dem in 7 dargestellten
Ausführungsbeispiel
als Axial-Zylinderrollenlager ausgebildet ist. Die Wälzkörper des
Axiallagers 254 wälzen
auf der der Lagerstütze 200 zugewandten
Seite an der Lauffläche 253 ab,
während
ein Abwälzen
auf der axial gegenüberliegenden
Seite an einem Lagerring 255 erfolgt. Insbesondere sind
die Lagereinheiten 251, 254 über eine radiale Bohrung 256 der
Zwischenwelle 14 mit einem Schmiermittel zu versorgen.
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Die
Lagerstütze 201 verfügt in dem
radial innenliegenden Endbereich über einen L-förmigen Endbereich.
Der Grundschenkel des L bildet eine zylinderförmige Innenfläche 260,
in welcher ein Nadellager 261 aufgenommen ist. Das Nadellager 261 wälzt radial
außenliegend
an der Innenfläche 260 ab. Radial
innenliegend wälzt
das Nadellager 261 an einer Laufbuchse 262 ab,
welche in radialer Richtung gegenüber der Zwischenwelle 14 abgestützt ist.
Der Seitenschenkel des L bildet eine in einer radialen Ebene angeordnete
Lauffläche 263.
An der Lauffläche 263 stützt sich
ein Axiallager 264 ab, welches in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
als Axial-Zylinderrollenlager ausgebildet ist. Das Axiallager 264 wälzt mit
seinen Wälzkörpern einerseits
an der Lauffläche 263 und
andererseits gegenüber
einem Lagerring 265 ab, welcher radial innenliegend gegenüber der
Zwischenwelle 14 abgestützt
ist.
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Gegenüber einem
Absatz 266 der Zwischenwelle 14 stützen sich
in der genannten Reihenfolge der Lagerring 265, die Laufbuchse 262,
die Abtriebs-Torusscheibe 10 und die Laufbuchse 252 über einen
gemeinsamen Sicherungsring 267 ab. Eine axiale Abstützung des
Lagerrings 255 erfolgt ebenfalls über den Sicherungsring 267.
Entsprechend dem in 7 dargestellten
Ausführungsbeispiel
sind die Grundschenkel der L-förmigen
Endbereiche der Lagerstützen 200, 201 einander
zugewandt.
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Abweichend
hiervon sind – bei
im Übrigen der 7 entsprechender Gestaltung – gemäß dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel
die Grundschenkel der L-förmigen
Querschnitte der Lagerstützen 200, 201 voneinander
abgewandt angeordnet. In diesem Fall stützen sich die Lagerringe 255 und 265 auf
der den Axiallagern 254, 264 abgewandten Seite
an der Abtriebs-Torusscheibe 10 ab. An dem Absatz 266 stützen sich
in dieser Reihenfolge die Laufbuchse 262, die Abtriebs-Torusscheibe 10 und
die Laufbuchse 252 über
den Sicherungsring 267 ab.
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Bei
den beschriebenen Ausführungsformen handelt
es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der
beschriebenen Merkmale für
unterschiedliche Ausführungsformen
ist ebenfalls möglich.
Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung
gehörenden
Vorrichtungsteile, insbesondere deren Geometrie, deren Wirkverbindungen
und deren relative Anordnung zueinander, sind der Zeichnung zu entnehmen.
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Bei
der erfindungsgemäßen Getriebewelle handelt
es sich insbesondere um eine Welle, welche die Antriebs- oder Abtriebs-Torusscheiben trägt, welche
mit diesen in Antriebsverbindung steht oder die einstückig mit
diesen ausgebildet ist.
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Die
Erfindung in Ihren unterschiedlichen Ausgestaltungsformen finden
Einsatz unabhängig davon,
ob es sich bei den inneren Torusscheiben um Abtriebs-Torusscheiben
entsprechend den dargestellten Ausführungsformen oder aber um Antriebs-Torusscheiben handeln.
Auf der den Rollern im Kraftfluss abgewandten Seite verläuft der
Kraftfluss insbesondere von den inneren Torusscheiben über eine
drehfest verbundene Getriebewelle und/oder über eine Getriebestufe, wobei
ein Zahnrad der Getriebestufe drehfest mit den inneren Torusscheiben verbunden
ist, vgl. bspw.
EP
1 186 798 A2 ,
DE
199 48 756 A1 .
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Gemäß 3 verfügt die Zwischenwelle 14 in
der folgenden axialen Reihenfolge aneinander anschließend über einen
Teilbereich 300, in welchem das als Loslager 310 ausgebildete
Nadellager 203 angeordnet ist, einen Teilbereich 301,
welcher die Abtriebs-Torusscheibe 10 trägt, einen Teilbereich 302,
in welchem das mit den Axiallagern 214, 215 und
einem Nadellager ausgebildete Festlager 311 angeordnet
ist, einen Teilbereich 303, welcher radial von der Antriebs-Torusscheibe 12 umgeben
ist, sowie einen Teilbereich 304, in welchem das Zentralrad 19 gebildet
ist.
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Gemäß 4 verfügt die Zwischenwelle 14 in
der folgenden axialen Reihenfolge aneinander anschließend über einen
Teilbereich 301, welcher die Abtriebs-Torusscheibe 10 trägt, einen
Teilbereich 302, in welchem das mit den Axiallagern 214, 215 und
einem Nadellager ausgebildete Festlager 311 angeordnet
ist, einen Teilbereich 303, welcher radial von der Antriebs-Torusscheibe 12 umgeben
ist, sowie einen Teilbereich 304, in welchem das Zentralrad 19 sowie
mit dem Nadellager 231 ein Loslager 310 zwischen
Zwischenwelle 14 und Eingangswelle 5 gebildet
ist.
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Gemäß 5 verfügt die Zwischenwelle 14 in
der folgenden axialen Reihenfolge aneinander anschließend über einen
Teilbereich 300, in welchem das mit den Axiallagern 214, 215 und
einem Nadellager ausgebildete Festlager 311 angeordnet
ist, einen Teilbereich 301, welcher die Abtriebs-Torusscheibe 10 trägt, einen
Teilbereich 302, in welchem das als Loslager 310 ausgebildete
Nadellager 203 angeordnet ist, einen Teilbereich 303,
welcher radial von der Antriebs-Torusscheibe 12 umgeben
ist, sowie einen Teilbereich 304, in welchem das Zentralrad 19 gebildet
ist.
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Gemäß 6 verfügt die Zwischenwelle 14 in
der folgenden axialen Reihenfolge aneinander anschließend über einen
Teilbereich 300, in welchem das mit den Axiallagern 214, 215 und
einem Nadellager ausgebildete Festlager 311 angeordnet
ist, einen Teilbereich 301, welcher die Abtriebs-Torusscheibe 10 trägt, einen
Teilbereich 302 ohne Lager, einen Teilbereich 303,
welcher radial von der Antriebs-Torusscheibe 12 umgeben
ist, sowie einen Teilbereich 304, in welchem das Zentralrad 19 sowie
mit dem Nadellager 231 ein Loslager 310 zwischen
Zwischenwelle 14 und Eingangswelle 5 gebildet
ist.
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Gemäß 7 verfügt die Zwischenwelle 14 in
der folgenden axialen Reihenfolge aneinander anschließend über einen
Teilbereich 300, in welchem die mit dem Axiallager 254 und
einem Nadellager 251 ausgebildete einseitige Lagereinheit 312 angeordnet ist,
einen Teilbereich 301, welcher die Abtriebs-Torusscheibe 10 trägt, einen
Teilbereich 302, in welchem die mit dem Axiallager 264 und
einem Nadellager 261 ausgebildete einseitige Lagereinheit 313 angeordnet
ist, einen Teilbereich 303, welcher radial von der Antriebs-Torusscheibe 12 umgeben
ist, sowie einen Teilbereich 304, in welchem das Zentralrad 19 gebildet
ist. Die einseitigen Lagereinheiten 312, 313 sind
in X-Anordnung paarweise, ggf. unter Vorspannung, eingebaut.
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Bei
im übrigen 7 entsprechender Anordnung
sind gemäß 8 die einseitigen Lagereinheiten 312, 313 in
O-Anordnung paarweise, ggf. unter Vorspannung, eingebaut.
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In 3 und 4 ist zwischen Sicherungsring 219 und
Abtriebs-Torusscheibe 10, in 5 und 6 zwischen Lagerscheibe 216 und
Sprengring 219, in 7 zwischen
Lagerring 255 und Sprengring 267 sowie zwischen
Lagerscheibe 265 und Absatz 266 und in 8 zwischen Lagerring 255 und Abtriebs-Torusscheibe 10 sowie
zwischen Lagerring 255 und Abtriebs-Torusscheibe 10 mindestens
eine Tellerfeder zur Zentrierung und Vorspannung der Lagerung. Diese
Ausführung
ist nicht zwingend, vereinfacht jedoch die Montage.